JPH01292031A - 光学材料用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ ５　　本発明は光学材料用樹脂に関し、特にデジタルオ
ーディオディスクや光メモリ−ディスクに関するもので
ある。

［従来の技術］ 記録層あるいは光反射層からなる情報記録層に情報を記
録および再生したり、情報記録層に形成された情報を再
生するデジタルオーディオディスクや光ディスク、光磁
気ディスクの基板として、ガラスや透明な合成樹脂の円
板が用いられる。

ガラス基板は透明性、耐熱性、寸法安定性に優れた素材
であるが、重く、破壊し易く、製造コストが高いという
問題点がある。

一方、合成樹脂基板は、ガラス基板と比較すると成型加
工が容易であり、取り汲い中に破損する危険性も少なく
、軽量であるばかりでなく、コスト的にもガラス基板よ
り勝っている。一般に、このような合成樹脂（光学材料
用樹脂）としては透明であることのほか、成形性および
寸法安定性が良く耐熱性、耐湿性、機械的強度に優れて
いるとともに、光学的に均質で複屈折の小さいことが要
求されている。

このような光学材料用樹脂として、従来がらアクリル樹
脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂
、ビスフェノールＡ系ポリカーボネート樹脂などが知ら
れている。しかしながら、アクリル樹脂は透明性が高く
光学的に均質で複屈折は小さいものの、吸湿性が大きい
ために寸法安定性が不良であり、多湿環境下にて反り、
ねじれなどを生ずるという欠点を有しておりまた、耐熱
性にも問題を有している。

エポキシ樹脂は、光学及び物理的性質は良好なのである
が、成形性に問題があり、大量生産には適していない、
ヰな、ポリスチレン樹脂は加工性に優れ、コストも安い
が干渉縞が出やすく複屈折が大きくなる欠点がある。

硬質タイプの塩化ビニル樹脂は吸湿性などに優れている
が、加工性、耐久性、耐熱性、成形性などの点で劣って
いる。一方、ビスフェノールＡ（２，２−ビス（４′−
ヒドロキシフェニル）プロパン）をホスゲンや炭酸ジフ
ェニル等と反応させて得られるポリカーボネート樹脂は
、耐熱性、耐湿性、耐衝撃性などにおいて優れているも
のの、複屈折が大きく、ディスクに記録された情報の読
取り感度が低下したりエラーが発生しやすいという欠点
がある。

以上のように現在に至まで、良好な透明性を持ちながら
、耐熱性、耐久性、機械的強度を有し、かつ光学的に均
質で複屈折の小さな光学材料用樹脂は見い出されていな
い。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上に述べた従来のデジタルオーディオディス
クや光メモリ−ディスク用樹脂として必要とされる耐熱
性、耐湿性、機械的強度に優れているとともに、光学的
に均質で複屈折の小さな光学材料用樹脂を提供するもの
である。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等は耐熱性、耐湿性、機械的強度に優れている
とともに、光学的に均質で複屈折の小さな光学材料用樹
脂を得るべく、鋭意検討を行った。

その結果、特定の構造を有するポリカーボネート共重合
体が耐熱性、耐湿性、機械的強度に優れているとともに
、光学的に均質で複屈折の小さな特徴を有することを見
い出だし本発明に到達しな。

すなわち本発明は、デジタルオーディオディスクや光メ
モリ−ディスク用基板として、耐熱性、耐湿性、機械的
強度に優れているとともに、光学的に均質で複屈折の小
さな光学材料用樹脂が下記一般式（１） （式中、Ｒ，およびＲ２は水素原子、炭素数１から６の
アルキル基およびフェニル基を示し、モル分率ｎおよび
ｍはそれぞれ０．０１から０．９９までの任意の数であ
り、かつｎ　＋　ｍは１である）で表される繰り返し単
位を有するポリカーボネート共重合体からなる光学材料
用樹脂組成物に関するものである。

本発明におけるポリカーボネート共重合体は。

ビスフェノール類および２．２，４．４−テトラメチル
シクロブタン１．３−ジオールと炭酸エステル形成性化
合物とを反応させることにより、製造することができる
。

本発明で用いるビスフェノールとしては、例えば、２．
２−ビス（４′−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，
２−ビス（４′−ヒドロキシフェニル）ブタン、２．２
−ビス（４’　−ヒドロキシフェニル）ペンタン、２．
２−ビス（４′−ヒドロキシフェニル）ヘキサン、２．
２−ビス（４′−ヒドロキシフェニル）へブタン、３．
３−ビス（４′−ヒドロキシフェニル）ペンタン、４．
４−ビス（４′−ヒドロキシフェニル）へブタン、１−
フェニル−１，１−ビス（４′−ヒドロキシフェニル）
エタン、１．１−ビス（４′−ヒドロキシフェンニル）
シクロヘキサン、１−フェニル−１，１−ビス（４′−
ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４′−ヒドロキ
シフェニル）ジフェニルメタンを挙げることができる。

本発明で用いる炭酸エステル形成性化合物としては、例
えばホスゲンや、ジフェニルカーボネート、ジーＰ−ト
リルカーボネート、フェニル−Ｐ−トリルカーボネート
、ジーＰ−タロロフェニルカーボネート、ジナフチルカ
ーボネート等のビスアリールカーボネートが挙げられる
。

前記共重合体の製造法としては、ビスフェノールＡから
ポリカーボネートを製造する際に用いられている公知の
方法、例えば二価フェノールおよびアルコールとホスゲ
ンとの直接反応、あるいは二価フェノールおよびアルコ
ールとビスアリールカーボネートとのエステル交換反応
などの方法を採用することができる。

前者の二価フェノールおよびアルコールとホスゲンとの
直接反応法においては、通常酸結合剤および溶媒の存在
下において、前述のビスフェノール類および２．２，４
．４−テトラメチルシクロブタン１．３−ジオールとホ
スゲンを反応させることにより得られる。

酸結合剤としては、例えばピリジンや、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物などが
用いられ、また溶媒としては、例えば塩化メチレン、ク
ロロベンゼン、キシレン等が用いられる。さらに、重縮
合反応を促進するために、トリエチルアミンのような第
三級アンモニウム塩などの触媒を、また重合度を調節す
るために、ｐ−ｔ−ブチルフェノールやフェノール等の
分子量調節剤を添加して反応を行うことが望ましい、ま
た、必要に応じ亜硫酸ナトリウム、ハイドロサルファイ
ド等の酸化防止剤を少量添加しても良い。

ビスフェノール類および２．２，４．４−テトラメチル
シクロブタン１．３−ジオールの配合割合は任意である
が、ビスフェノール類から誘導される前記一般式（１）
中のｎの値は、通常０．０１から０．９９、好ましくは
０．２から０．９９である。反応温度は、通常０〜１５
０″Ｃ５好ましくは５〜４０°Ｃの範囲の温度で行われ
る０反応時間は反応温度によって左右されるが、通常０
．５分〜１０時間、好ましくは１分〜２時間である。

また、反応中は、′反応系のｐＨを１０以上に保持する
ことが望ましい。

一方後者のエステル交換反応法においては、前述のビス
フェノール類および２．２．４．４−テトラメチルシク
ロブタン１，３−ジオールとビスアリールカポネートと
を混合し、減圧下で高温において反応させる０反応は通
常１５０〜３５０℃、好ましくは２００〜３００℃の範
囲の温度において行われ、また減圧度は最終で好ましく
はｌｍｍＨｇ以下で、エステル交換反応によって生成し
た該ビスアリールカーボネートから由来するフェノール
類を系外に留去させる。反応時間は反応温度や減圧度な
どによって左右されるが、通常１〜４時間程度である。

反応は窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で行う
ことが好ましく、また必要に応じ、前述の分子量調節剤
や酸化防止剤などを添加しても良い。

本発明の樹脂材料を成形して基板を得るに際しての成形
方法としては射出成形、圧縮成形等が挙げられるが、こ
れらの成形法のうち、生産性の点から射出成形が最も好
ましい。なお射出成形により基板を成形するに当たって
は、溶融樹脂粘度が低いことが望ましく、樹脂材料の分
子量を耐熱性、機械的強度などに悪影響を与えない範囲
で適時調整することが好ましい。

前記成形法においては、前記共重合体をそのまま成形し
ても良いが、必要に応じ、該共重合体に各種の成分、例
えば着色や透明性の劣化を歯止するための亜リン酸エス
テル類、メルトインデックス値を増大させるための可塑
剤などを配合して成形しても良いし、また、本発明の共
重合体の特性を損なわない範囲で他の樹脂を配合して成
形しても良い。

［発明の効果コ このようにして得られた本発明のポリカーボネート共重
合体組成物は透明性、耐熱性、機械的強度に優れるとと
もに、光学的に均質で複屈折が小さいという特徴を有し
ており、光学材料用樹脂として極めて優れたものである
。

［実施例］ 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。

なお、実施例において得られる諸物性は下記の試験法に
より測定した。

（１）光透過率　二分光光度計にて５００　ｎｍの光透
過率を測定 （２）複屈折　　二日本工学（株）裂開光顕微鏡にセナ
ルモンコンペンセータ をつけて光デイスク基板の直 径８０ｍｍの部分を測定 （３）熱変形温度：　ＡＳＴＭ−Ｄ−６４８に従い熱変
形試験装置にて測定 （４）硬度　　　：　Ｊ　Ｉ　Ｓ−に−６９１１に従い
鉛筆硬度試験装置にて測定 （５）吸水率　　：　ＡＳＴＭ−Ｄ−５７０に従い測定 実施例１ １０００ｍｌのフラスコに１−フェニル−１゜１−ビス
（４゛−ヒドロキシフェニル）エタン１１６．１ｇ　（
０，４ｍｏｌ）と２．２，４．４−テトラメチルシクロ
ブタン１．３−ジオール５７゜７ｇ　（０，４ｍｏｌ）
および分子量調節剤としてＰ−ターシャリブチルフェノ
ール２．０ｇを塩化メチレン５００ｍ１およびピリジン
２００ｍ１に溶解させた溶液を加えた後、攪拌しながら
ホスゲンガスを１０１００Ｏ／分の供給割合で１５分吹
き込み室温で１時間反応させた０反応終了後、反応生成
物を塩化メチレン１５００ｍｌで希釈した後、ＩＮ塩酸
と水で洗浄し、５０００ｍｌのメタノール中に投入して
共重合体を回収した。

得られた共重合体を真空下４０℃にて乾燥したところ、
収量は１６５ｇであった。

得られた重合体についてＧＰＣ測定を行ったところ、重
量平均分子量はポリスチレン換算値で２゜３０Ｘ１０’
であった。

この共重合体の赤外吸収スペクトルから、１６５２ｃｍ
−’にポリカーボネートのカルボニル基に基ずく吸収が
認められ、またＩＨ−および１３Ｃ−ＮＭＲスペクトル
からこの共重合体は、下記の繰り返し単位を有するもの
と認められた。

この共重合体をシリンダー温度２５０°Ｃ５金型温度１
２０℃の条件下で厚さ１．２ｍｍ、直径１２０ｍｍの円
盤に射出成形した。得られた射出成形板の吸水率、光透
過率、鉛筆硬度、複屈折および熱変形温度、の結果を表
１に示す。

実施例２ １０００ｍｌのフラスコに１−フェニル−１゜１−ビス
（４−−ヒドロキシフェニル）エタン１１６．１ｇ　（
０，４ｍｏｌ）と２．２，４．４−テトラメチルシクロ
ブタン１，３−ジオール１４゜４ｇ（０，１ｍｏｌ）お
よび分子量調節剤としてＰ−ターシャリブチルフェノー
ル２．０ｇを塩化メチレン５００ｍ１およびピリジン２
００ｍ１に溶解させた溶液を加えた後、攪拌しながらホ
スゲンガスを１０１００Ｏ／分の供給割合で１５分吹き
込み室温で１時間反応させた。反応終了後、反応生成物
を塩化メチレン１５００ｍｌで希釈した後、ＩＮ塩酸と
水で洗浄し、５０００ｍｌのメタノール中に投入して共
重合体を回収した。

得られた共重合体を真空下４０℃にて乾燥したところ、
収量は１２２ｇであった。

得られた重合体についてＧＰＣ測定を行ったところ、重
量平均分子量はポリスチレン換算値で２゜５２Ｘ１０’
であった。

この共重合体の赤外吸収スペクトルから、１６５２ｃｍ
−’にポリカーボネートのカルボニル基に基ずく吸収が
認められ、また１）（−および１３ｃ　−ＮＭＲスペク
トルからこの共重合体は、下記の繰り返し単位を有する
ものと認められた。

この共重合体を実施例１と同様の条件で射出成形した。

得られた射出成形板の吸水率、光透過率、鉛筆硬度、複
屈折および熱変形温度の結果を表１に示す。

実施例３ １０００ｍｌのフラスコに２．２−ビス（４−一ヒドロ
キシフェニル）プロパン９１．３ｇ　（０゜４ｍｏｌ）
と２．２，４．４−テトラメチルシクロブタン１．３−
ジオール２７．７ｇ　（０゜４ｍｏ１）および分子量調
節剤としてＰ−ターシャリブチルフェノール２．０ｇを
塩化メチレン５００ｍ１およびピリジン２００ｍ１に溶
解させた溶液を加えた後、ａｔ−＋しながらホスゲンガ
スを１０１００Ｏ／分の供給割合で１５分吹き込み室温
で１時間反応させた。反応終了後、反応生成物を塩化メ
チレン１５００ｍｌで希釈した後、ＩＮ塩酸と水で洗浄
し、５０００ｍｌのメタノール中に投入して共重合体を
回収した。

得られた共重合体を真空下４０’Ｃにて乾燥したところ
、収量は１３４ｇであった。

得られた重合体についてＧＰＣ測定を行ったところ、重
量平均分子量はポリスチレン換算値で１゜８３Ｘ１０’
であった。

この共重合体の赤外吸収スペクトルから、１６５１ｃｍ
−’にポリカーボネートのカルボニル基に基ずく吸収が
認められ、まな１）（−および！３０−Ｎ　Ｍ　Ｒスペ
クトルからこの共重合体は、下記の繰り返し単位を有す
るものと認められた。

この共重合体を実施例１と同様の条件で射出成形した。

得られた射出成形板の吸水率、光透過率、鉛筆硬度、複
屈折および熱変形温度の結果を表１に示す。

実施例４ １０００ｍｌのフラスコに２，２−ビス（４−一ヒドロ
キシフェニル）プロパン９１．３ｇ　＜０゜４ｍｏｌ）
と２．２，４．４−テトラメチルシクロブタン１，３−
ジオール１４．４ｇ　（０，１ｍｏ１）および分子量調
節剤としてＰ−ターシャリブチルフェノール２．Ｏｇを
塩化メチレン５００ｍ１およびピリジン２００ｍ１に溶
解させた溶液を加えた後、攪拌しながらホスゲンガスを
１０１００Ｏ／分の供給割合で１５分吹き込み室温で１
時間反応させた。反応終了後、反応生成物を塩化メチレ
ン１５００ｍｌで希釈した後、ＩＮ塩酸と水で洗浄し、
５０００　ｍ　ｌのメタノール中に投入して共重合体を
回収した。

得られた共重合体を真空下４０°Ｃにて乾燥したところ
、収量は１０２ｇであった。

得られた重合体についてＧＰＣ測定を行ったところ、重
量平均分子量はポリスチレン換算値で１゜９６ｘｌＯ’
であった。

この共重合体の赤外吸収スペクトルから、１６５１ｃｍ
””にポリカーボネートのカルボニル基に基ずく吸収が
認められ、また１）（−および１３Ｃ−Ｎ　Ｍ　Ｒスペ
クトルからこの共重合体は、下記の繰り返し単位を有す
るものと認められた。

この共重合体を実施例１と同様の条件で射出成形した。

得られた射出成形板の吸水率、光透過率、鉛筆硬度、複
屈折および熱変形温度の結果を表１に示す。

比較例 ２．２−ビス（４−−ｈドロキシフェニル）プロパンを
原料とする市販のポリカーボネート樹脂を実施例１と同
様の条件で射出成形した。得られた射出成形板の吸水率
、光透過率、鉛筆硬度、複屈折および熱変形温度の結果
を表１に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記一般式（１） ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （式中、Ｒ＿１およびＲ＿２は水素原子、炭素数１から
   ６のアルキル基およびフェニル基を示し、モル分率ｎお
   よびｍはそれぞれ０．０１から０．９９までの任意の数
   であり、かつｎ＋ｍは１である）で表される繰り返し単
   位を有するポリカーボネート共重合体からなる光学材料
   用樹脂組成物。